Metall-õhksüsteemid hõlmavad akusid, patareisid ja kütuseelemente. Nendest viimaste eripära on asjaolu, et akudes ja patareides on elektrienergia tootmiseks vajalikud keemilised ühendid juba olemas, kuid kütuseelementide korral lisatakse oksüdeerijat (õhku) ja redutseerijat (kütust) pidevalt süsteemi juurde. Akud on elektriliselt taaslaetavad, kuid patareid on ainult ühekordselt kasutatavad. Asjaolu, et käesolevas töös tehti enamus katseid sama katoodiga, vahetades ainult alumiiniumanoodi (ja mõnikord elektrolüüti), annab põhjuse nimetada süsteemi kütuseelemendiks ja mitte patareiks. Alumiinium-õhkkütuseelement (Al-õhkkütuseelement) on vooluallikas, mis muundab elektrienergiaks keemilise reaktsiooni, kus alumiinium, vesi ja õhk reageerivad omavahel, moodustades alumiiniumhüdroksiidi või aluminaadi. Al-õhkkütuseelemente on mitut tüüpi ning selle töö käigus otsustati neid kategoriseerida nii, nagu ei ole teadaolevalt varem tehtud: vedelikuga täidetud ning ilma membraanita elemendid, mis jagunevad seisva vedelikuga elementideks ja läbivooluelementideks, ning membraaniga elemendid, mida saab jagada võileiva stiilis elementideks (ingl sandwich style) ja tahke elektrolüüdiga elementideks. Selles töös kasutatakse enamasti läbivooluelemendi tüüpi ja tahke elektrolüüdiga süsteeme.
Al-õhkkütuseelemente on hakatud rohkem uurima, kuna neil on nii teoreetiliselt kui ka praktiliselt parem energiatihedus (vastavalt 8100 Wh/kg (Al) ja 4300 Wh/kg (Al2O3)) kui liitium-ioonakudel (265-280 Wh/kg) ja maailmas enim uuritud metall-õhkpatareidel (nt Mg ja Zn), lisaks peetakse neid ka planeedi olemasolevaid ressursse säästvamaks.
Al-õhkkütuseelementides on alumiinium taaskasutatav metall, need on odavad, kerged, omavad suurt energia salvestusmahtu ja alumiiniumil on madal elektrokeemiline ekvivalentsus, mis jääb õhkpatareides kasutatavatest metallidest alla ainult liitiumile. Al-õhksüsteem on üks võimalikke alternatiive, mida kasutada autode energiaallikana sisepõlemismootorite asemel. Juba praegu arendatakse Al-õhkkütuseelementidega liikuvaid sõidukeid Indias mitme firma koostööna Iisraeli ettevõtte Phinergy abiga. Mõned autofirmad arendavad vahetatava akuga sõidukeid ning üheks pakutavaks energiaallikaks võiks olla Al-õhkkütuseelemendi läbivooluelement, mis annaks pikema läbisõidu. Lisaks kasutatakse Al-õhkkütuseelemente või -patareisid sõjalistes sidesüsteemides ja automatiseeritud allvee- ja õhusõidukites (nii ühekordseid kui taaskasutatava katoodiga), kuid täpsed andmed selliste kütuseelementide konstruktsioonide kohta on salastatud.
Mina valisin selle uurimistöö teema, kuna mind huvitavad loodusteadused ning soovisin proovida nende valdkondadega seonduvaid laboritöid, et teha teadlikum karjäärivalik. Selle uurimistöö eesmärk on katsetada uudseid anoode ja läbivooluelementi, milles varieeritakse elektrolüütide koostist, et saavutada suuremaid võimsusi ja kasutegureid kui siiani on metall-õhkkütuseelemendis saavutatud. Töös kasutatakse uudseid Alx ja Aly anoode. Nende koostist ja valmistamise viisi ei saa veel avaldada, kuna enne tuleb nende valmistamise kohta publikatsioon avaldada. Lisaks võeti ka eesmärgiks populariseerida antud teemat, milleks loodi video Al-õhksüsteemist, osalemaks teadusteatri videokonkursil.